ivdon3@bk.ru
Разработано защитное покрытие на основе карбоксиметилцеллюлозы и порошка цинка. Установлено, что добавление цинка и пластификатора глицерина в полимерную матрицу приводит к повышению адгезии и механической прочности покрытий: от 5,1 МПа до 15,5 МПа, 4 до 0 баллов, соответственно. Методами оптической микроскопии исследована морфология покрытия. Показано, что частицы цинка сравнительно однородно распределяются в полимерной матрице, агрегация частиц при добавлении глицерина снижается. По цифровым изображениям покрытий проведен численный расчет доли частиц цинка, распределенных на контактной границе покрытия. В результате седиментации частиц, доля их на контактной границе превышает количество частиц на поверхности на 10-20 %, что способствует улучшению сцепления покрытия с подложкой. Установлено, что покрытие устойчиво к кислым, щелочным средам, органическим растворителям, спирту.
Ключевые слова: карбоксиметилцеллюлоза, порошок цинка, покрытие, механическая прочность, адгезия, химическая стойкость
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.6.5 - Порошковая металлургия и композиционные материалы
Представлены результаты исследования адгезии разделительных покрытий на основе полиизобутилена к металлическим поверхностям. В среде Microsoft Visual Studio, на языке С++ разработано программное обеспечение, позволяющее производить расчет состава и эффективных технологических режимов формирования покрытия, обеспечивающих его наилучшую адгезию к защищаемым поверхностям. В качестве примера продемонстрирован порядок расчета соотношений: состав-температура-время формирования покрытий, обеспечивающих наиболее высокую адгезию, равную «нуль» баллов по шестибалльной шкале надрезов. Показано, что применение программы позволяет производить оценку параметров формирования покрытия за время порядка 1-2 секунды. Результаты расчета подтверждены экспериментально. Методами оптической микроскопии исследована морфология покрытия. Выявлено, что в местах пересечения надрезов и областях решетки отслоений не наблюдается.
Ключевые слова: покрытие, адгезия, микроструктура, метод надрезов, полиизобутилен, оптимизация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.11 - Технология и переработка синтетических и природных полимеров и композитов
Разработано программное обеспечение для оценки поверхностных характеристик жидкостей, растворов и суспензий в среде Microsoft Visual Studio. Модуль с дружественным интерфейсом не требует от пользователя специальных навыков и позволяет за время ~ 1 секунды произвести численный расчет энергетических характеристик жидкости: работы адгезии, когезии, энергии смачивания, коэффициента растекания и сцепления жидкого состава с контактной поверхностью. На примере тестовой жидкости - дистиллированная вода и исходной жидкой разделительной смазки серии Пента-100 продемонстрирован пример расчета смачивания жидкими средами стальной поверхности. Использование предлагаемого модуля позволяет произвести экспресс-оценку совместимости жидких составов с защищаемой поверхностью и представляет интерес для производителей лакокрасочных материалов при контроле качества продукции.
Ключевые слова: программа для ЭВМ, язык программирования C#, смачивание, поверхность, адгезия
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разработано устройство, позволяющее измерять краевой угол смачивания жидкостью плоских поверхностей. Устройство отличается простотой реализации, невысокой стоимостью, позволяет упростить процесс измерений и нивелировать погрешности, связанные с индивидуальными особенностями наблюдателя. В качестве примера с помощью определения краевого угла смачивания исследованы гидрофильность (гидрофобность) поверхностей – фторопласта, стали и стали с разделительным покрытием на основе состава Пента-100 при их смачивании водой. Изучена зависимость краевого угла смачивания исходного состава Пента-100 в жидком состоянии от жизнеспособности раствора. Показана корреляция краевого угла смачивания раствора Пента-100 с пористостью сформированного покрытия с поверхностью. Предложенное устройство может использоваться в учебных и производственных лабораториях для экспресс-оценки состояния различных поверхностей.
Ключевые слова: поверхность, краевой угол смачивания, вода, покрытие
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды
В статье представлен обзор анализа и диагностики дефектов поверхности изделий, оцениваемый с помощью цифровой обработки изображений. Поиск научных публикаций проведен преимущественно в наукометрических базах Scopus и РИНЦ за период 2019-2023 годы. Целью данной статьи является определение наиболее оптимальных методов оценки деструкции материалов при помощи цифровых изображений. Рассмотрены основные методы обработки и анализа цифровых изображений. Показана перспективность унификации режимов сегментации по источникам получения цифровых изображений и совмещение изображений от различных источников регистрации для получения объективной информации о характере разрушения материала. Для сокращения времени оценки степени разрушения материалов предлагается поэтапно использовать методы сегментации, фильтрации цифровых изображений дефектов металлических изделий с последующим расчетом нейронной сетью.
Ключевые слова: дефект, контроль, цифровое изображение, нейронная сеть
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассмотрено влияние щелочи NaOH на структуру и морфологию целлюлозы. Методами рентгеноспектрального микроанализа и электронной микроскопии установлено, что обработка древесной целлюлозы водными растворами NaOH позволяет понизить содержание лигнина в целлюлозе и значительно улучшить топографию волокон. Проведен сравнительный анализ образцов алкалицеллюлозы, полученных при обработке щелочью NaOH с концентрациями 13,7 % и 12,3 % при продолжительности процесса 5,5 часов, температуре 124 °С. Установлено, что при рассмотренных концентрациях NaOH, из исходной целлюлозы удаляется, соответственно, ~75 % и ~50 % лигнина. Результаты инфракрасной спектроскопии свидетельствуют о возрастании аморфизации алкалицеллюлозы. Лучшей морфологической однородностью и меньшим содержанием лигнина обладает алкалицеллюлоза, сформированная при концентрации NaOH 13,7 %.
Ключевые слова: древесная целлюлоза, химическая обработка, щелочность, лигнин, рентгеноспектральный анализ, электронная микроскопия
1.4.7 - Высокомолекулярные соединения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Показана возможность оценки качества лакокрасочных покрытий путем анализа состояния поверхности изделий цифровыми методами. В условиях промышленного предприятия проведен сравнительный анализ состояния покрытий АК-1301 и Tikkurila Metallista, подвергнутых воздействию агрессивных сред: воды, бензина. По цифровым изображениям поверхности проведена оценка адгезионной прочности и поверхностной пористости покрытий в состоянии «до-после» воздействия сред. Показано, что наиболее высокой адгезионной прочностью и химической стойкостью к воде и бензину обладает автоэмаль АК-1301.
Ключевые слова: лакокрасочное покрытие, адгезия, поверхностная пористость, агрессивная среда, цифровое изображение, пиксель
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Изучено влияние механохимической активации на морфологию и структуру древесной целлюлозы. Методами растровой микроскопии, инфракрасной спектроскопии проведен сравнительный анализ структуры листовой и измельченной активированной целлюлозы. Показано, что в результате измельчения целлюлоза I переходит в модификацию целлюлозы II, обладающую большей реакционной способностью. Установлено, что механохимическая активация целлюлозы позволяет повысить физико-химические показатели технической карбоксиметилцеллюлозы.
Ключевые слова: целлюлоза, механохимическая активация, карбоксиметилцеллюлоза
Разработана программа, позволяющая оценить адгезию лакокрасочных покрытий путем анализа изображений поверхности покрытий с отслоениями от защищаемой подложки. Программа реализована на языке Kotlin на платформе JavaFX и ориентирована на испытания, проводимые методом решетчатых надрезов в условиях лакокрасочных производств. В процессе работы производится оценка площади отслоения покрытия от защищаемой поверхности и классификация полученного результата в баллах согласно методу решетчатых надрезов. Применение программы не требует большой вычислительной мощности компьютера и позволяет сократить время получения результатов расчета для одного образца от 20 минут до 3 секунд.
Ключевые слова: адгезия, лакокрасочные покрытия, метод надрезов, язык Kotlin, платформа JavaFX
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Показана возможность получения натрий – карбоксиметилцеллюлозы с заданной вязкостью для нефтяной промышленности. Предложена регрессионная модель, связывающая реологическую характеристику «вязкость» с параметрами технологического процесса. Разработана программа расчета в среде IDE Microsoft Visual Studio параметров синтеза Na-КМЦ, обеспечивающих заданную в технологическом процессе величину вязкости.проявляющаяся в покупке действующих предприятий, организаций новых предприятий, перераспределении инвестиций в интересах организации и освоения новой продукции на имеющихся производственных площадях.
Ключевые слова: натрий-карбоксиметилцеллюлоза, реология, вязкость, температура этерификации, щелочность
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разработаны новые высокопористые пленочные материалы на основе полимера Na-КМЦ, модифицированного частицами AlOOH. Формирование покрытий происходит при относительно невысоких температурах: 55°С. Предложена регрессионная модель, описывающая взаимосвязь размеров формируемых пор в пленочном покрытии с его составом. Выявлено, что по мере увеличения содержания бемита в композиции, в пленках формируются поры в диапазоне размеров от 300 - 2500 мкм. Установлено, что общая поверхностная пористость покрытия составляет 65%. Показана возможность создания покрытий с антифрикционными свойствами путем наполнения пор покрытия твердой смазкой MoS2 Установлено, что при нанесении покрытий на стальные поверхности, наряду со снижением силы трения, наблюдается снижение коэффициента трения на 30-50%.
Ключевые слова: Пористость, Na-КМЦ, AlOOH, антифрикционный материал, MoS2, трение
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Исследовано влияние содержания натрий - карбоксиметилцеллюлозы, глицерина и порошка Fe на электрофизические свойства композиционных покрытий. Предложены регрессионные модели, описывающие взаимосвязь величин удельного электрического сопротивления покрытия и электрической прочности с его составом, позволяющие прогнозировать электрические свойства формируемых покрытий. Показана взаимосвязь между микроструктурой покрытий с порошком Fe и электрическими свойствами.
Ключевые слова: натрий-карбоксиметилцеллюлоза, порошок железа, электрическая прочность, удельное сопротивление, композиционный материал
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.02.08 - Технология машиностроения
Показана возможность формирования пористых пленок при наполнении полимера натрий-карбоксиметилцеллюлозы порошком титана и наночастицами бемита, определена температура термодеструкции разработанных материалов: 325° С. Установлено, что при достижении энтропии Шеннона минимального значения в пленках формируются однородные поры, а химический состав композитов в процессе отверждения не меняется.
Ключевые слова: Натрий-карбоксиметилцеллюлоза, порошок титана, наночастицы, бемит
В статье рассматриваются основные теоретические положения прогнозирования эколого-экономической ситуации в регионе. Изложено авторское решение проблемы с использованием синтеза прогнозной информации, применения которого обосновано фундаментальными научными принципами и выводами по результатам эмпирических исследований. Приведены методические подходы к формированию региональной системы прогнозирования и критерии оценки ее эффективности. Указано, что эффективность предложенного прогнозного комплекса подтверждена его практическим использованием в Российском Донбассе. Сделан вывод о возможности применения методики прогнозирования в других регионах.
Ключевые слова: синтез прогнозной информации, экосистема, фундаментальные принципы, критерии оценки, региональное развитие.
Статья посвящена моделированию процесса принятия решения в сложных системах в условиях полной неопределенности. Проблема формулируется на основе синтеза концепций теории управления и принятия решений, теории нечетких множеств и нечеткой логики, теории иерархических многоуровневых систем, теории полезности и теории игр, что расширяет возможности учета неопределенностей различной природы, естественным образом присущих математическому описанию окружающей действительности. Обозначены проблемы поиска решений в нечеткой иерархической системе управления. Предложен способ описания и нахождения альтернативных решений в многоуровневых сложных системах, основанный на обработке информации в виде нечетких интервалов с учетом двух видов политик консервативной и агрессивной на основе критериев maxmin и minmax. Приведен пример, демонстрирующий работу алгоритма выбора двух групп альтернатив на одном уровне иерархий целей в условиях полной неопределенности.
Ключевые слова: Сложная система; принятие решения, нечеткий интервал, управляющее решение; полная неопределенность
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ